题目
7、微分方程 y'' - 3y' + 2y = 0 的通解为_____.
7、微分方程 y'' - 3y' + 2y = 0 的通解为_____.
题目解答
答案
特征方程为 $ r^2 - 3r + 2 = 0 $,解得 $ r_1 = 1 $,$ r_2 = 2 $。
根据二阶常系数齐次线性微分方程的解法,通解为:
\[
y = C_1 e^{r_1 x} + C_2 e^{r_2 x} = C_1 e^x + C_2 e^{2x}
\]
其中,$ C_1 $、$ C_2 $ 为任意常数。
**答案:**
\[
\boxed{y = C_1 e^x + C_2 e^{2x}}
\]
解析
考查要点:本题主要考查二阶常系数齐次线性微分方程的解法,核心是特征方程法的应用。
解题思路:
- 构造特征方程:将微分方程中的微分项替换为对应的幂次,得到代数方程。
- 求解特征根:解特征方程得到根的类型(实根、复根、重根)。
- 根据根的形式写出通解:根据不同的根类型,组合对应的解形式。
破题关键:正确写出特征方程并准确求解根,是确定通解形式的基础。
步骤1:构造特征方程
将微分方程 $y'' - 3y' + 2y = 0$ 中的 $y''$、$y'$、$y$ 分别替换为 $r^2$、$r$、$1$,得到特征方程:
$r^2 - 3r + 2 = 0$
步骤2:求解特征方程
因式分解方程:
$r^2 - 3r + 2 = (r - 1)(r - 2) = 0$
解得两个实根:
$r_1 = 1, \quad r_2 = 2$
步骤3:确定通解形式
由于特征方程有两个不相等的实根,通解为对应指数函数的线性组合:
$y = C_1 e^{r_1 x} + C_2 e^{r_2 x} = C_1 e^x + C_2 e^{2x}$
其中 $C_1$、$C_2$ 为任意常数。